1. 기술적 특징eVTOL 모터
In 분산형 전기추진 시스템에서 모터는 날개나 동체에 있는 여러 개의 프로펠러나 팬을 구동하여 항공기에 추력을 제공하는 추진 시스템을 구성합니다. 모터의 출력 밀도는 항공기의 탑재량에 직접적인 영향을 미칩니다. 모터의 출력 용량, 신뢰성 및 환경 적응성은 전기 추진 항공기의 동적 특성과 안전성을 결정하는 중요한 요소입니다. 전기 자동차, 드론 및 eVTOL 모터의 선택은 비용, 적용 시나리오 및 기타 여러 요인에 따라 다릅니다[1].
(사진 출처: 네트워크/사프란 공식 웹사이트)
1) 전기 자동차: 더 많은 영구 자석동기 모터,효율과 토크가 높은 영구자석 모터는 더욱 향상된 주행 경험을 제공할 수 있습니다. 또한, 영구자석 모터의 높은 출력 밀도는 동일한 부피에서 전기 자동차가 더 높은 출력을 낼 수 있도록 도와줍니다.
(2) UAV: 일반적으로 사용되는 브러시리스직류 모터.브러시리스 DC 모터는 무게와 소음이 적고 유지 보수 비용이 저렴하여 무인 항공기(UAV)의 비행 요구 사항에 적합합니다. 또한 브러시리스 DC 모터는 속도가 빨라 드론의 고속 비행에 적합합니다. 예를 들어 DJI는 브러시리스 모터를 사용합니다.
(3) eVTOL: 모터 효율과 토크 밀도에 대한 요구가 높아짐에 따라, 축방향 자속 영구 자석 모터는 방사형 공간의 활용률이 높고 길이 직경 비율이 작은 경우 전력 밀도와 토크 밀도가 우수하기 때문에 전기 추진 동력 시스템에 매우 유망한 솔루션입니다. Joby S4 및 Archer Midnight과 같은 현재의 전기 VTOL 항공기는 모두 영구 자석 동기 모터를 채택하고 있습니다[1].
다음 그림은 고정 회전자 방식의 단일 고정자 단일 회전자 축방향 자속 모터의 자기 유도 강도 분포도를 나타낸 그림입니다.
다음 그림은 전기 항공기와 전기 자동차 모터의 매개변수를 비교한 것입니다.
2. eVTOL 모터 개발 동향
현재 eVTOL 동력 시스템의 주요 개발 추세는 전자기 설계 기술, 열 관리 기술 및 경량화 기술을 개선하여 모터 구조의 무게와 냉각 시스템의 보조 무게를 줄이고, 모터의 출력 밀도와 다양한 조건에서의 출력 용량을 지속적으로 향상시키는 것입니다. "비행 자동차 및 핵심 기술 연구 개발"에 따르면, 항공 추진 모터는 고온 한계의 절연 재료, 높은 자기 에너지 밀도의 영구 자석 재료 및 경량 구조 재료를 사용하여 모터 본체의 정격 출력 밀도를 5kW/kg 이상으로 달성할 수 있었습니다. 할바흐 자기 배열, 무철심 구조, 리츠 권선 등의 기술을 사용하여 모터의 전자기 구조 설계를 개선하고 모터의 방열 설계를 개선함으로써 2030년에는 모터 본체의 정격 출력 밀도가 10kW/kg에 도달하고 2035년에는 13kW/kg을 초과할 것으로 예상됩니다[1].
3. 순수 전기차와 하이브리드차의 비교
순수 전기 방식과 하이브리드 방식을 비교해 볼 때, 현재 관련 제조사들의 국내 eVTOL 프로젝트는 주로 순수 전기 방식을 기반으로 하고 있으며, 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도에 제약을 받고 있습니다. 특히 승객 수용 능력이 낮은 eVTOL은 순수 전기 추진 기술이 가장 적합한 분야입니다. 해외에서는 일부 제조사들이 하이브리드 방식을 미리 구상하고 여러 차례의 시험 및 개선을 통해 선도적인 역할을 수행해 왔습니다. 아래 표에서 볼 수 있듯이, 하이브리드 방식은 체공 시간 측면에서 훨씬 유리하며, 향후 중장거리 저고도 비행 시나리오에서 더욱 폭넓게 활용될 수 있습니다[1].
게시 시간: 2025년 2월 27일